gilmenebianco-aulas práticas fqii

7/21/2019 Gilmenebianco-Aulas Prticas Fqii

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Universidade Federal do Esprito SantoCentro Universitrio Norte do Esprito Santo

Departamento de Cincias Naturais

ROTEIRO DE AULAS PRTICASFsico-Qumica II

Cursos: Engenharia Qumica e Licenciatura em Qumica

Profa. Gilmene Bianco

So Mateus

2012


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SEGURANA NO LABORATRIO

O laboratrio de qumica um ambiente de risco, pois nele so manipuladassubstncias txicas, inflamveis, corrosivas, volteis e explosivas. Para reduzir este riscoe evitar acidentes necessria uma postura sria e responsvel por parte do aluno emxima concentrao naquilo que est fazendo. As normas bsicas de segurana emlaboratrio esto listadas abaixo:

Evitar trabalhar sozinho S realizar experimentos autorizados e seguindo rigorosamente o roteiro de prtica Usar sempre jaleco, culos de segurana e sapato fechado, antiderrapante e isolante Manipular cuidadosamente todo e qualquer produto qumico, no provar ou cheirarqualquer substncia (salvo quando autorizado). expressamente proibido fumar no laboratrio Pipetar sempre com os bulbos de suco adequados (pras ou seringas)

Evitar inalar vapores orgnicos ou inorgnicos Nunca aquecer sistema fechado Identificar com ateno os rtulos de reagentes e solues Evitar o contato de substncias qumicas com a pele ou a roupa No utilizar lentes de contato no laboratrio No manipular ou aquecer qualquer substncia prxima ao rosto Utilizar a capela para manipular substncias volteis ou corrosivas No utilizar solvente voltil ou inflamvel prximo de chamas Observar o procedimento correto para descarte de substncias

Em caso de acidentes, de qualquer tipo, independente da gravidade, informar oprofessor e seguir as suas instrues.


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EXPERIMENTO 1:MEDIDA DA TENSO SUPERFICIALMTODO DO PESO DA GOTA

1- INTRODUO TERICA

As molculas na superfcie de um lquido esto sujeitas a fortes foras de atraodas molculas interiores. A resultante dessas foras, cuja direo a mesma de planotangente superfcie, atua de maneira a que a superfcie lquida seja a menor possvel. Agrandeza desta fora, atuando perpendicularmente (por unidade de comprimento) aoplano na superfcie dita tenso superficial ( ).

A superfcie ou interface onde a tenso existe est situada entre o lquido e seuvapor saturado no ar, normalmente a presso atmosfrica. A tenso pode tambm existirentre dois lquidos imiscveis, sendo ento chamada de tenso interfacial.

As dimenses da tenso superficial so fora por unidade de comprimento, nosistema SI = N.m-1.

Um dos mtodos mais utilizados para medir a tenso superficial o mtodo dopeso da gota. Este mtodo, assim como todos aqueles que envolvem separao de duassuperfcies, depende da suposio de que a circunferncia multiplicada pela tensosuperficial a fora que mantm juntas as duas partes de uma coluna lquida. Quandoesta fora esta equilibrada pela massa da poro inferior, a gota desprende-se.

Figura 1 Mtodo do peso da gota

A tenso superficial calculada pela equao (Lei da Tate):

r

gmi

...2

.

=

(1)

onde: mi massa de uma gota idealr raio do tubo (externo se o lquido molhar o tubo)

g acelerao da gravidade


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Na prtica, o peso da gota obtido, sempre menor que o peso da gota ideal. Arazo disto torna-se evidente, quando o processo de formao da gota observado maisde perto. A figura abaixo ilustra o que realmente acontece.

Figura 2 Fotografias de alta velocidade de uma gota caindo.

Observa-se que somente a poro mais externa da gota que alcana a posio

de instabilidade e cai. Perto de 40% do lquido que forma a gota permanece ligado aotubo.Para corrigir o erro causado pelo peso da gota, introduz-se na equao um fator de

correo f. Assim:

fr

gmi

....2

.

=

(2)

O fator de correo f uma funo do raio do tubo e do volume da gota. Estes

valores so tabelados abaixo:

Tabela 1:Fator de correo para o mtodo do peso da gota.

r/V1/3 f r/V1/3 f r/V1/3 fa0.00 (1.0000) 0.75 0.6032 1.225 0.6560.30 0.7256 0.80 0.6000 1.25 0.6520.35 0.7011 0.85 0.5992 1.30 0.640

0.40 0.6828 0.90 0.5998 1.35 0.6230.45 0.6669 0.95 0.6034 1.40 0.6030.50 0.6515 1.00 0.6098 1.45 0.5830.55 0.6362 1.05 0.6179 1.50 0.5670.60 0.6250 1.10 0.6280 1.55 0.5510.65 0.6171 1.15 0.6407 1.60 0.5350.70 0.6093 1.20 0.6535

a= Os valores desta coluna so menos exatos que os das outras.


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2- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

2.1- Determinao do dimetro do tubo de vidro:

O dimetro do tubo pode ser medido utilizando-se um paqumetro ou obtido a partir da

massa de uma gota de um lquido padro, cujo valor da tenso superficial sejaconhecido. A massa de uma gota de gua pura a 20C, para tubos de diferentesdimetros, acham-se tabelados no quadro abaixo. Para temperaturas superiores ouinferiores a 20C, mas no muito diferentes, pode-se usar a seguinte relao paracalcular a massa da gota de gua a 20C.

massa da gota a 20C = massa da gota na tC xCt

C

20

onde a tenso superficial da gua nas respectivas temperatura.

Tabela 2: Massa de uma gota de gua que se desprende de tubos de diferentesdimetros

massa da gota

(g)

Raio do tubo

(cm)

massa da gota

(g)

Raio do tubo

(cm)

0.033450 0.09946 0.90467 0.31891

0.042347 0.13062 0.091620 0.32362

0.046901 0.14769 0.096392 0.34188

0.054678 0.17750 0.096918 0.343850.059700 0.19666 0.09868 0.35022

0.068026 0.23052 0.10623 0.37961

0.069869 0.23790 0.10966 0.39262

0.072682 0.23135 0.11161 0.39968

0.007753 0.26802 0.11957 0.42765

0.079680 0.27605 0.12522 0.44755

0.084270 0.29423 0.12575 0.44980

0.084880 0.29694 0.14142 0.50087

2.2-Medidas para obteno da tenso superficial:

2.2.1-Material:

- Bales volumtricos 100 mL (10 por equipe)- Bureta 25 mL (1 por equipe)- Vidrinho para coleta das gotas com tampa (10 por equipe)- Balana analtica- Soluo de SDS (dodecil sulfato de sdio) estoque: 50,0mM.

- Bureta para soluo estoque.


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2.2.2-Procedimento:

1. Preparar 10 solues de SDS com as seguintes concentraes: 1,0 mM;3,0mM; 5,0 mM; 7,0mM; 8,0mM; 9,0mM; 11,0mM; 15,0mM; 18,0mM; 20,0mM.

2. Coloque o lquido na bureta de sua bancada, iniciando pela gua pura e

em ordem da soluo menos concentrada a mais concentrada. Ajustepara uma vazo de 1 gota por minuto.3. Recolha 10 gotas do lquido no frasco (j pesado anteriormente com a

tampa). Anote o volume e a massa correspondente s gotasrecolhidas.

4. Determinar o peso de uma gota.5. Determinar o volume de uma gota.6. Calcular r/Ve obter f.7. Calcular atravs da equao 2.

2.2.3-Precaues:

Limpeza essencial em medidas de tenso superficial. Pequenasquantidades de impurezas afetam muito as propriedades superficiais. Portanto, limpemuito bem o material a ser usado na experincia.

Se o lquido for voltil necessrio que as gotas sejam recolhidas emrecipientes fechados. Alm disto, a primeira gota dever ser tombada duranteaproximadamente 5 minutos para que o recipiente fique saturado nos vapores do lquidoem questo.

Neste caso, tambm necessrio fazer duas medidas. Uma comaproximadamente 15 gotas e outra com 5 gotas.

A diferena de peso entre as duas medidas dar o peso de uma gota livre dopeso do vapor.

Peso 15 gotas peso 5 gotas = peso 10 gotas sem vapor

3- QUESTIONRIO

1. Defina tenso superficial e tenso interfacial.2. D exemplos de substncias que aumentem a tenso superficial da gua3. Como so constitudos e como se classificam os surfactantes ? D exemplos

4. Desenhe uma estrutura para a micela?5. Como agem os xampus e condicionadores?

4- BIBLIOGRAFIA

1. ADAMSON, A.W., Physical Chemistry of Surfaces, John Wiley & Sons, 4aedio.2. SHAWN, D.J., Qumica dos colides e de superfcies, Editora Edgard Blucher,

captulo 4.3. BALL, D.W., Fsico-Qumica,1a. ed., Vol. 1 e 2, Thomson Learning, 2005.4. RANGEL, R.N., Prticas de Fsico-Qumica, 3a. ed., Edgard Blucher, 2006.

5. ATKINS, P. W., PAULA, J., Fsico-Qumica, Vol. 1, 2 e 3, LTC, 2004.6. MOORE, J.W. Fsico-Qumica, Vol.1 e 2, 4a ed., Editora Edgard Blucher, 1976.


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EXPERIMENTO 2:DENSIDADE RELATIVA DE LQUIDOSMTODO DO PICNMETRO

1- Introduo

Os estados da matria podem, de forma simplificada, ser agrupados em slido,lquido e gasoso. Uma das propriedades macroscpicas que geralmente distingue essestrs estados da matria a densidade especfica (massa/volume), pois em geral (masnem sempre) a densidade de gases menor do que a de lquidos, e essa menor ainda doque a de slidos. A densidade uma grandeza intensiva, isto , no depende daquantidade de matria. Assim, a densidade da gua pura contida em um litro ou numacolher de 5ml a mesma. De forma geral, se a substncia homognea, ento a suadensidade a mesma em todos os pontos do volume que ocupa. A densidade dependedo tipo de substncia, mas em geral influenciada pela temperatura e pela presso.

2- Contexto Terico

Densidade absoluta ou massa especfica de uma substncia qualquer de massa me volume V definida por

V

m= (1)

ou seja, a razo entre a massa de um corpo pelo volume que o mesmo ocupa.

Densidade relativa definida pela razo entre as densidades absolutas de duassubstncias

2

12,1

= (2)

onde 2 geralmente escolhida como padro. comum considerar a gua como talpadro, pois alm da convenincia de sua abundncia, sua densidade absoluta gua

1,00 g/cm3para temperatura ambiente (25C).

Picnmetro. Trata-se de um pequeno frasco de vidro construdo cuidadosamente de

forma que o volume do fluido que contenha seja invarivel. Ele possui uma aberturasuficientemente larga e tampa muito bem esmerilhada perfurada na forma de um fino tubolongitudinal. Neste experimento vamos utiliz-lo para medir a densidade relativa (emrelao gua) de um lquido.

Usando o picnmetro para se medir densidade de lquidos. Sejam: m1= a massa do picnmetro vazio, m2=a massa do picnmetro cheio com o lquido (etanol) cuja densidade

relativa que deseja determinar, e m3= a massa do picnmetro cheio de gua pura (na prtica, gua

destilada).

A densidade relativa do lquido em questo obtida a partir da equao acima:


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OH

ETANOL

OHETANOLm

m

2

2, = (3)

onde: mETANOL= m2- m1 a massa do lquido em questo (ETANOL) que ocupa o volumeV do picnmetro, e mH2O = m3 m1 , a massa da gua pura que ocupam o mesmo

volume V. Este resultado pode ser demonstrado facilmente, por meio da aplicao doconceito de densidade (Eq.1), e pela definio de densidade relativa (Eq.2).

Cuidados preliminares: No toque o picnmetro com os dedos (proteja-os com papel absorvente). Eliminar cuidadosamente as bolhas de ar que se aderem superfcie interna dopicnmetro. Lavar muito bem o picnmetro na troca de lquidos, usando na ltima etapa da lavagem

(sempre que possvel) o lquido da pesagem seguinte. Secar o picnmetro externamente, evitando tocar na parte superior do mesmo (tampa). Anote a temperatura de trabalho.

3- Objetivos

Abordar o conceito geral de densidade e desenvolver uma tcnica para medirdensidade de lquidos, utilizando o mtodo dos picnmetros.

4- Parte Experimental

A- Calibrao do volume do picnmetro.

Pese o picnmetro vazio em balana analtica. Encha o picnmetro com gua

(conforme instrues dadas na aula), mantenha o picnmetro no banho por cerca de 10minutos a 25C, e a seguir enxugue a parte externa e determine a massa do mesmo coma gua. Use a densidade da gua para determinar o volume do picnmetro.

Tabela 4.1- Densidade absoluta da gua1

T/ oC d/(g cm-3) T/ oC d/(g cm-3)10 0,999700 20 0,99820311 0,999605 21 0,99799212 0,999498 22 0,997770

13 0,999377 23 0,99753814 0,999244 24 0,99729615 0,999099 25 0,99704416 0,998943 26 0,99678317 0,998774 27 0,99651218 0,998595 28 0,99623219 0,998405 29 0,995944

B- Medidas da densidade de lquidos

Determinao da densidade do etanol e butanol:


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Lave trs vezes o picnmetro com um pequeno volume do lquido cujadensidade ser determinada (etanol e butanol) para remover os resduos degua do seu interior.

Em seguida encha o picnmetro com o solvente termostatizado. Mantenha opicnmetro no banho por cerca de 10 minutos. Adicione o lcool (sugesto:ao encher o frasco com lcool, tome cuidado para no haver a formao de

bolhas, pois isto acarretaria erros nos resultados) e coloque a tampa demaneira que o excesso de lquido escorra pelo capilar. Com um pano oupapel poroso, enxugue o lquido presente na parte externa do picnmetro.

Pese o picnmetro (contendo o lquido) em uma balana analtica. Repita apesagem mais duas vezes retirando o picnmetro da balana a cadapesagem. Utililize um pedao de papel para carregar o picnmetro.

Mea a temperatura do lquido. Complete a Tabela 4.2. A diferena entre essa massa e a massa do

picnmetro vazio permitir determinar a massa do lcool. Como o volume dolcool corresponde ao volume do picnmetro, determinado durante acalibrao, a densidade do lcool poder ser facilmente determinada.

Repita o mesmo procedimento para o outro lcool.

Tabela 4.2- Resultados referentes aos lcoois.

Grandeza Resultado (etanol) Resultado (butanol)Massa picnmetro vazio

Massa (picnmetro +lcool)

Massa do lcoolVolume de lcool

Densidade do lcool

C- Medidas da densidade de slidos

Lave o picnmetro com lcool. Adicione o estanho. Coloque gua destilada at aproximadamente metade

do volume do picnmetro e mergulhe-o em um bquer contendo guadestilada em ebulio para remover as bolhas de ar que ficaram aderidas nasuperfcie do slido.

Deixe o picnmetro em um banho termostatizado durante 10 minutos. Retire o picnmetro do banho, preencha-o com gua destilada. importante

tomar cuidado ao encher o frasco com a gua, para no ocorrer formao debolhas. Isso acarretaria erros nos resultados.

Coloque a tampa de maneira que o excesso de gua escorra pelo capilar.Com um pano ou papel poroso, enxugue o lquido presente na parte de forado picnmetro.

Pese novamente o picnmetro contendo (amostra + gua destilada) e anotesua massa. Pese mais duas vezes retirando o picnmetro da balana a cadapesagem. Utililize um pedao de papel para carregar o picnmetro.

Repita a operao para a outra amostra (prego).

Complete a Tabela 1.7 para cada uma das amostras (prego e Sn) e calculeos valores de suas densidades.


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Tabela 4.3- Resultados referentes determinao da densidade de slidos.

Grandeza Resultado(estanho)

Resultado (prego)

Massa picnmetro vazioMassa (picnmetro + amostra)

Massa do amostraMassa(picnmetro+amostra+gua)

Massa da guaVolume da gua

Volume da amostraDensidade da amostra

5- Referncias

1- Baccan, N.; de Andrade, J.C.; Godinho, O.E.S. e Barone, J.S., "QumicaAnaltica Quantitativa Elementar", 3 ed., Editora Edgard Blcher Ltda, SoPaulo, 2004, p.292.

2- BALL, D.W., Fsico-Qumica,1a. ed., Vol. 1 e 2, Thomson Learning, 2005.3- RANGEL, R.N., Prticas de Fsico-Qumica, 3a. ed., Edgard Blucher, 2006.4- CASTELLAN, G. Fundamentos de Fsico-Qumica. Livros Tcnicos e

Cientficos Editora, 1986.5- ATKINS, P. W., PAULA, J., Fsico-Qumica, Vol. 1, 2 e 3, LTC, 2004.6- MOORE, J.W. Fsico-Qumica, Vol.1 e 2, 4a ed., Editora Edgard Blucher, 1976.


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EXPERIMENTO 3:VISCOSIDADE INTRNSECA

1- INTRODUO

Medidas de viscosidade intrnseca tm sido usadas para caracterizao demacromolculas desde que foi comprovada sua existncia. um dos mtodos maissimples para a determinao de massa molar de polmeros, mas permite tambm aobteno de informaes referentes a interaes polmero- solvente.

A diferena entre a viscosidade de uma soluo diluida e a do solvente o umamedida da viscosidade de molculas individuais de soluto. A relao entre esta diferenae a viscosidade do solvente fornece a viscosidade especfica (sp)

100

0 =

=

sp

onde a razo entre as viscosidades da soluo e do solvente (/o) denominadaviscisidade relativa. Em um viscosmetro capilar, a viscosidade do lquido proporcional sua densidade e ao tempo de escoamento,

= k t

onde k uma constante do viscosmetro,a densidade do lquidot o tempo de escoamento.

Para se determinar a viscosidade relativa, no necessrio conhecer a constantedo viscosmetro, uma vez que

ooo tk

tk

=

Para uma soluo diluda, podemos assumir que a densidade da soluo seja damesma ordem de grandeza da densidade do solvente e a viscosidade relativa simplesmente a razo entre os tempos de escoamento da soluo e do solvente puro. Aviscosidade aumenta com a concentrao de soluto e a relao sp /c chamadaviscosidade reduzida (red). A extrapolao de red para concentrao zero fornece aviscosidade intrnseca [], que uma medida do volume hidrodinmico das

macromolculas em soluo. A [] d informao quanto ao tamanho dasmacromolculas e qualidade do solvente. A relao entre viscosidade intrnseca emassa molar dada pela equao de Staudinger- Mark- Houwink, []=K M

a. As

constantes K e a podem ser determinadas experimentalmente e constantes para umdeterminado sistema polmero/solvente numa determinada temperatura. Portanto, a partirda viscosidade intrnseca possvel determinar a massa molar.

A viscosidade de polmeros tem grande importnia prtica. Polmeros soutilizados, por exemplo, como aditivo para leos de motores. Um bom leo deve ter baixaviscosidade em temperaturas baixas, mas no deve ser muito fluido em temperaturasmais elevadas. Como o leo puro se torna menos viscoso medida que a temperaturaaumenta a soluo para o problema adicionar molculas de polmeros cuja viscosidade

reduzida aumente com a temperatura.


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2- PROCEDIMENTO

1) Prepare uma soluo estoque do polmero a ser estudado em um solvente adequado.Por exemplo, poli(acrilamida) em gua.

2) A partir da soluo acima prepare, por diluio, 25 mL de soluo de 5 concentraes

diferentes (entre 5x10-4

e 25x10-4

g.mL-1

).

3) Lave o viscosmetro capilar com HNO3 concentrado e vrias vezes com guadestilada.

4) Mea o tempo de escoamento no viscosmetro para o solvente puro e as solues natemperatura indicada pelo professor. Para a poli(acrilamida) em gua, 30C. Deixe asoluo em banho termostatizado por 10 minutos antes de medir. Utilize sempre omesmo volume de lquido no viscosmetro.

5) Calcule a viscosidade relativa e a viscosidade especfica para cada soluo e

construa uma curva de sp/c em funo de c.

6) Obtenha a massa molar mdia do polmero usando a equao []=K Ma. Para a

poli(acrilamida) em gua a 30C, as constantes da equao de Staudinger-Mark-Houwink so: K = 6,31x10-3mL/g e a = 0,80.

.3- QUESTIONRIO

1. Mostre numa tabela os tempos de escoamento obtidos para cada soluo, indicando o

desvio mdio para cada medida. Inclua nesta tabela os valores correspondentes deviscosidade relativa, viscosidade especfica e a razo da viscosidade especfica pelaconcentrao.

2. Determine graficamente a viscosidade intrnseca.

3. Determine a massa molar do polmero.

4. Qual seria o procedimento experimental para determinar as constantes K e a para umdeterminado sistema polmero/solvente?

5. Que cuidados experimentais devem ser considerados quando se determina aviscosidade intrnseca?

6. Utilize os dados da tabela a seguir para calcular a massa molar mdia de umaamostra de poliestireno. Os dados correspondem ao tempo de escoamento desolues de poliestireno em benzeno em um viscosmetro de Ostwald.

Concentrao (g/100mL) 0 1,8 1,2 0,85 0,49 0,16 0,09

Tempo de escoamento (s) 58 246 158 118 87 66 62


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Para o poliestireno em benzeno, a equao de Mark-Houwink a esta temperatura []=6,3x10-3mL/g M 0,7 8

4- REFERNCIAS

1. J. Brandrup e H.Immergut, editores. Polymer Handbook. JohnWiley & Sons, New York,1975.2. F. Daniels. Experimental Physical Chemistry. McGraw-Hill Book Co., 6 edio. 1962,p.296-300.3. D.P.Shoemaker e C.W.Garland.Experiments in Physical Chemistry. McGraw-HillKagakusha, 2 edio, 1967, p. 278-286 .4. F.Rodriguez . Principles of Polmer Systems, McGraw - Hill International Book Co. ,2a. edio , 1885, p. 162- 168 .5. K. E. Van Holde. Bioqumica Fsica. Editora Edgard Blucher. So Paulo, 1975,cap.2 e 7.6. D. J. Shaw. Introduo Qumica dos Colides e de Superfcies. Editora


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EXPERIMENTO 4: ISOTERMA DE ADSORO

1- OBJETIVO:

Estudar a adsoro do cido actico sobre carvo vegetal.

Calcular as constantes de adsoro em funo da concentrao do cido usando o

modelo de Freundlich.

2- TEORIA

Quando um sistema constitudo por duas fases, uma condensada e outra lquida

ou em soluo e as duas estiverem em contato, geralmente h um aumento ou diminuio

da concentrao do soluto na interface. Este fenmeno denominado adsoro.

H dois tipos principais de adsoro sobre slidos: adsoro qumica e adsoro

fsica. Na adsoro fsica as molculas fixam-se na superfcie do adsorvente utilizando as

foras de van der Waals podendo formar vrias camadas, enquanto que na adsoro

qumica h uma reao qumica entre as molculas da fase condensada e as da soluo

atravs das valncias livres dessas molculas.

H. Freundlich, estudando o fenmeno da adsoro empiricamente, chegou

seguinte equao:

Onde: x a quantidade de soluto adsorvido pela massa m do slido, m massa do

adsorvente slido, c a concentrao de equilbrio e K e n so constantes empricas.

Para adsores fsicas de cido em carvo, n tem valores entre 0,1 e 1,0 e uma funo

que depende da natureza do sistema.

Para um dado sistema a quantidade de soluto adsorvido funo da concentrao

do adsorvato, da rea superficial do adsorvente (fase slida) e da temperatura. Assim,.

quando a adsoro medida por (x/m), dada em funo do concentrao a uma

temperatura fixa, tem-se uma a isoterma de adsoro. Para calcular as constantes K e n.

necessrio fazer um grfico de log (x/m) versus log (c) .


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3- MATERIAL:

6 erlenmeyers de 250 mL, 2 buretas de 50 mL, 1 pipeta de 10 mL, 1 pipeta de 25 mL, 1pipeta de 50 mL, 6 bales volumtricos de 100 mL, 1 bquer de 250 mL, 1 funil, papel

filtro, 200 mL de cido actico 1M, 500 mL de hidrxido de sdio 1M, 20 g de carvo ativo

e fenolftalena.

4- TCNICA EXPERIMENTAL

Coloque 10g de carvo ativo num bquer, lave-o com gua destilada filtre-o

coloque-o na estufa a120oC por uma hora. Retire-o e deixe-o esfriar em dessecador sob

vcuo.

Prepare 200 mL de uma soluo de cido actico 0,5 M e padronize-a, titulando-a

com 25 mL de uma soluo de NaOH 0,5 M, usando fenolftalena como indicador. Com o

restante da soluo padronizada prepare 5 solues de 100 mL de cido, nas

concentraes 0,25 a 0,01M. Para isto, use cinco bales volumtricos de 100 mL usando

os volumes da tabela abaixo:

SOLUO 1 2 3 4 5c. Actico padro, mL 50 25 10 5 2gua destilada, mL 50 75 90 95 98Concentrao obtida, M 0,25 0,125 0,05 0,025 0,010

Pese 5 erlenmeyers com rolha e 5 amostras de carvo de 0,25g cada (faa as pesagens

rapidamente, para evitar adsoro de umidade da atmosfera). Transfira as soluespreparadas para os erlenmeyers que contem carvo ativo e comece a anotar o tempo.

Deixe a mistura sob agitao por 45 minutos. Em seguida deixe o carvo decantar e filtre.

Use 10 mL da amostra 1 e titule com hidrxido de sdio 0,5 M, utilizando como indicador a

fenolftalena. Faa a mesma titulao com as amostras 2, 3, 4 e 5.

5- TRATAMENTO DOS DADOS EXPERIMENTAIS:

A partir da titulao inicial do cido actico, das quantidades colocadas em cadafrasco e dos resultados das titulaes, complete a tabela seguinte:


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Faa um grfico de log (x/m) versus log c. Calcule as constantes K e n atravs do

grfico pelo coeficiente linear e angular usando a equao da reta.

6- QUESTIONRIO

1. Discuta os valores de K e n calculados.

2. Faa um grfico de x/m versus c e discuta a sua forma em relao a concentrao do

cido.

3. Explique o mecanismo responsvel pela adsoro.

4. Quais os fatores que podem influenciar a adsoro.

5. Discuta algumas aplicaes gerais da adsoro.

6. A adsoro do cido actico em carvo vegetal, uma adsoro qumica ou fsica? Por

qu? Segundo sua resposta, foi vlido usar a isoterma de Freundlich neste

experimento?

7- BIBLIOGRAFIA

1. Shaw, D. J. . Introduo a Qumica dos Colides e Superfcies. Traduo Juergen H.

Maar. So Paulo Edgar Blucher, 1975. 4a

Edio em ingls, 1992.

2. Hunter, R. J. Introduction to a Modern Colloid Science, Oxford University Press, 1993.

3. Atkins, P. W. Phisycal Chemistry. Oxford University Press, 1990.


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EXPERIMENTO 5:DETERMINAO DE FUNES TERMODINMICAS:ENTALPIA, ENTROPIA E ENERGIA LIVRE DE GIBBS

Nesta prtica iremos determinar as trocas de energia na forma de calor envolvidas

em processos qumicos e fsicos. Estas experincias sero realizadas em um calormetro

adiabtico e determinaremos algumas funes termodinmicas, tais como: entalpia,

entropia e energia livre de Gibbs.

1. Determinao da capacidade equivalente do calormetro, Ccalormetro

Colocar 50 mL de gua destilada no calormetro e anotar a temperatura inicial (T1)

Aquecer 50 mL de gua destilada at atingir a temperatura T2 = 40oC. Esta temperatura

deve permanecer constante. Introduzir rapidamente a gua destilada aquecida no

calormetro

Agitar bem e anotar a temperatura de equilbrio (T3)

Determinar a capacidade do calormetro (Ccalormetro) a partir da relao:

Qcedido= Qrecebidoonde Q = CT e C = m c, c = calor especfico e m = massa

50 (T2 T3) = Ccalormetro(T3 T1) + 50 (T3 T1)

Geralmente, a capacidade calorfica do calormetro expressa em relao a massa de

gua. Esta considerao correta? Por que?

2. Determinao da entalpia de dissoluo do NaOH

Adicionar 100 mL de gua num calormetro e anotar a temperatura T 1, em seguida,

introduzir no calormetro NaOH agitar bem. Medir a variao da temperatura com o tempo.

A temperatura deve atingir o estado de equilbrio (T2). O calor desenvolvido no caso a

entalpia de dissoluo e ser igual :

CEQUIVALENTE(T2 T1) = H ,

onde CEQUIVALENTE= Ccalormetro+ CH2O

Determine o calor de dissoluo para as seguintes massas de NaOH:

0,5 g, 1,0 g, 2,0 g, 3,0 g, 4,0 g e 5,0 g. Calcule a entalpia de dissoluo, a entropia e

energia livre em J/mol e faa um grfico destas funes de estado em funo da

quantidade de matria de NaOH.

3. Determinao da entalpia, entropia e energia livre de neutralizao decidos


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3.1. Preparar 100 mL de NaOH 0,5 mol/L. Retire uma alquota de 50 mL e introduza no

calormetro. Medir a temperatura T1. Preparar 50 mL de uma soluo 0,5 mol/L de HCl.

Anotar a temperatura da soluo T2. Quando as temperaturas T2 = T1, introduzir a

soluo de HCl no calormetro. Homogeneizar e medir a variao da temperatura de 0 em10 segundos at atingir o equilbrio, T3.

3.2. Coloque 50 mL de NaOH 0,5 mol/L no calormetro e anote a temperatura T1. Preparar

50 mL de uma soluo 0,5 mol/L de CH3COOH. Anotar a temperatura da soluo T2.

Quando a temperatura T2 = T1, introduzir a soluo de CH3COOH no calormetro.

Homogeneizar e medir a variao da temperatura de 10 em 10 segundos at atingir o

equilbrio.

4- Referncias

1- Baccan, N.; de Andrade, J.C.; Godinho, O.E.S. e Barone, J.S., "Qumica

Analtica Quantitativa Elementar", 3 ed., Editora Edgard Blcher Ltda, So

Paulo, 2004, p.292.

2- BALL, D.W., Fsico-Qumica,1a. ed., Vol. 1 e 2, Thomson Learning, 2005.

3- RANGEL, R.N., Prticas de Fsico-Qumica, 3a

. ed., Edgard Blucher, 2006.4- CASTELLAN, G. Fundamentos de Fsico-Qumica. Livros Tcnicos e

Cientficos Editora, 1986.

5- ATKINS, P. W., PAULA, J., Fsico-Qumica, Vol. 1, 2 e 3, LTC, 2004.

6- MOORE, J.W. Fsico-Qumica, Vol.1 e 2, 4a ed., Editora Edgard Blucher, 1976.


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EXPERIMENTO 6 - EQUILBRIO DE FASES

Fase uma palavra de origem grega que representa aparncia. Assim, o nmerode fases em um sistema tradicionalmente associado ao nmero de sistemas comdiferente aparncia que coexistem em uma determinada condio. Uma ou mais fasespodem estar em equilbrio em sistemas de um ou mais componentes, e a identificao do

tipo de sistema que esperado em certa condio de grande importncia paraprocessos industriais. Uma maneira concisa de representar estas informaes atravsdo que se chama diagrama de fases. Nestes grficos, representa-se o nmero e tipo defases em equilbrio em um certo sistema, em funo de parmetros chamados variveisintensivas

O estudo de equilbrio de fase deve muito a contribuio de J.W. Gibbs, queenunciou uma regra em que se baseia toda a determinao de diagramas de fase.Enuncie e explique esta regra, aplicando-a a um diagrama de fase de sua escolha.

Este experimento versar sobre a determinao de dois diagramas de fase e dadiscusso das informaes que podem ser obtidas a partir dele. Os sistemas a seremestudados, um binrio e outro ternrio, encontram-se descritos em mais detalhes a seguir.Ao trmino dos experimentos, espera-se que o aluno tenha clareza sobre os seguintesconceitos: condio de equilbrio em sistemas de mais de uma fase, construo einterpretao de diagramas de fase, regra das fases de Gibbs, significado de graus deliberdade em equilbrio de fases, utilizao da regra da alavanca, entre outros.Metodologia

1. Determinao do Equilbrio Lquido-Lquido em um Sistema Binrio

Neste experimento, determinaremos a curva de miscibilidade de uma mistura defenol com gua, em funo da temperatura.

ATENO : tome muito cuidado com o manuseio do fenol, pois este extremamentecustico. obrigatrio o uso de luvas e culos durante este experimento.Em casode contato com o fenol, lave o local imediatamente com bastante gua.

O diagrama de fases do fenol ser obtido a partir da preparao de misturas comdiferentes composies e da determinao da temperatura de miscibilizao de cadamistura. Primeiramente, adicione 4 g de fenol a um tubo de ensaio (as massas devem seranotadas com o valor exato). Adicione, sucessivamente, gua at os seguintes volumesfinais (utilize uma bureta, a massa de gua adicionada ser obtida a partir de suadensidade): 2; 3; 4 e 6 mL. Para cada composio, aquea o tubo em um banho-maria atque a soluo esteja homognea (sugere-se que este banho seja mantido em torno de 70-80 C). Remova o tubo do banho e, com um termmetro mergulhado no tubo (que podeajudar na sua homogeinizao), mea a temperatura em que se inicia a turvao. Repitaesta medida pelo menos mais uma vez, obtendo resultados que devem ser ter diferenasmenores que 1 C.

Em outro tubo de ensaio, repita os procedimentos acima partindo de 1 g de fenol eadicionando gua at: 2; 3; 4 e 5 mL. Repita a operao em outro tubo, agora utilizando0,5 g de fenol e adicionando gua at: 3; 3,5 e 5 mL.Represente o diagrama de fases graficando a temperatura mdia de homogeinizao(indique tambm a incerteza destas medidas) em funo da composio da mistura (em

termos de frao mssica).Questes para serem respondidas no relatrio:


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i) qual a temperatura crtica do sistema fenol/gua? Este do tipo TCS ou TCI(discuta o que isto representa em termos das interaes intermoleculares).

ii) Com base no diagrama obtido, caracterize o sistema composto por 4 g de fenol e6 g de gua, na temperatura de 50 C (nmero de fases e a sua composio equantidade).

2. Determinao do Equilbrio Lquido-Lquido em um Sistema Ternrio

O sistema estudado neste experimento ser a mistura de gua + cido actico +clorofrmio. A representao usual para o diagrama de fases de um sistema ternrio usagrficos triangulares.

Prepare as misturas indicadas na Tabela 1, adicionando o componente indicadocomo a determinar com o auxlio de uma bureta at a visualizao de turvaopermanente (sinal de transio para regio de duas fases). Os volumes exatosadicionados de cada componente devem ser anotados. Registre tambm a temperatura

no incio e fim do experimento.

Tabela 1.Misturas preparadas para determinao do diagrama de fases.

Vol. gua/mL Vol. HAc/mL Vol. CHCl3/mL1 24 16 Determinar2 8 12 Determinar3 5 15 Determinar4 1 9 Determinar5 Determinar 4 36

6 Determinar 5 157 Determinar 8 128 Determinar 12 8

Preparar duas das misturas indicadas na Tabela 2 (evitem repetir as mesmasescolhas em todos os grupos). Espera-se at que a separao das fases tenha-secompletado e retiram-se alquotas de 5 mL de cada fase (retire pelo menos duas alquotasde cada fase, tendo cuidado para evitar que estas se misturem). Estas alquotas devemser pesadas. Titule cada uma destas alquotas com a soluo de NaOH (1,0 mol/L)padronizada que est disponvel (use fenolftalena como indicador), e determine aquantidade de cido actico em cada fase.

Tabela 2.Sistemas sugeridos para determinao da composio das fases em equilbrio.

Vol. gua/mL Vol. HAc/mL Vol. CHCl3/mL1 18 4 182 14 8 183 10 12 184 6 16 18

ATENO : todos os procedimentos devem ser realizados em capela, devido utilizaode cido actico glacial e clorofrmio.


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Relatrio

i) apresente o diagrama de fases para este sistema ternrio, inclusive com as linhasde amarrao determinadas.

ii) Aplique a regra das fases nas diferentes regies do diagrama de fases.

iii) Calcule a massa das fases em equilbrio nos dois sistemas escolhidos da Tabela2.

iv) Discuta algumas propriedades deste sistema (miscibilidades parciais, interaesentre componentes, inclinao das linhas de amarrao).

3- Referncias

1- BALL, D.W., Fsico-Qumica, 1a. ed., Vol. 1 e 2, Thomson Learning, 2005.2- RANGEL, R.N., Prticas de Fsico-Qumica, 3a. ed., Edgard Blucher, 2006.3- CASTELLAN, G. Fundamentos de Fsico-Qumica. Livros Tcnicos e Cientficos

Editora, 1986.4- ATKINS, P. W., PAULA, J., Fsico-Qumica, Vol. 1, 2 e 3, LTC, 2004.


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EXPERINCIA 07 -DETERMINAO DA CONSTANTE DE DISSOCIAODE UM INDICADOR POR ESPECTROFOTOMETRIA.

Objetivos:Analisar o comportamento de indicadores na presena de solues de pH variados.Utilizar um espectrofotmetro para determinar a constante de dissociao de umindicador.

1. TeoriaDenomina-se indicador ( HIn) uma substncia cuja cor depende do pH do meio.Geralmente caracteriza-se por ser um base ou cido orgnico fraco, que se ioniza naforma:

HIn H+ + In(Cor A) (Cor B)

A constante de ionizao (K) do indicador dada por:

HIn

InHK

+

=.

(1) ou[ ][ ]HInIn

pKpH

= log

Segundo o princpio de Le Chatelier-Braun, pode-se concluir que, se o indicador seencontra em solues de pH's abaixo do pKIn, sua cor ser a da forma no ionizada HIn(Cor A) e se acima do pKIn, ser da forma ionizada In(Cor B). Isto quer dizer quefazendo-se vrias solues de concentrao conhecida a diferentes pH's tem-se umaescala de cores que vai da cor A at a cor B. Assim tendo-se solues de pH conhecido

ser possvel conhecer suas cores.

Tabela 1: Exemplo de indicadores cujo pH de viragem conhecido*.

Indicadores pKIn Cor A Cor BFaixa deviragem Transio de Cor

Alaranjado de metila 3,7 2,9 4,6 Vermelho AlaranjadoAzul de bromofenol 4,1 2,8 4,6 Amarelo AzulVermelho de metila 5,0 4,2 6,3 Vermelho Amarelo

Bromocresol prpura 6,1 5,2 6,8 Amarelo Prpura

Azul de bromotimol 7,1 6,0 7,6 Amarelo AzulVermelho de cresol(bsico)

8,2 7,2 8,8 Amarelo Vermelho

Prpura de cresol 8,3 7,4 9,0 Amarelo PrpuraFenoftalena 9,6 8,3 10,0 Incolor Rosa

*Voguel Anlise qumica quantitativa 50Ed.

Em funo de suas cores, a constante de dissociao dos indicadores pode ser estudadautilizando-se um aparelho chamado de espectrofotmetro na regio da luz visvel. A teoriabaseia-se no fato de que um feixe de luz de intensidade inicial Io ao atravessar umasoluo lquida pode ser absorvido em parte por uma substncia, de tal modo que sua

intensidade transmitida ser I . A variao da intensidade funo da natureza da soluoe depende do coeficiente de absortividade molar (), do caminho tico (b) e da


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concentrao da soluo (C). A relao entre I e Io dada pela equao de Lambert-Beerequao 2.

O fator -log(I/Io) =A a absorbncia a um comprimento de onda particular que dependeda substncia (indicador). Para a dissociao de um indicador as concentraes dasespcies presentes podem ser relacionadas com a absorbncia atravs das relaes 3 e4:

Desta forma, substituindo na equao 1 tem-se;

Fig-2- Espectros de Hin em sol. Tampesde diferentes pH.

Conhecendo-se as absorbncias (A, AHin e AIn-) a vrios pH's, pode-se determinar o valorde pK e do K usando a equao 5. Conforme figura 2, a absorbncia AHin corresponde acurva 1 e a Absorbncia AIn- corresponde a curva 6. As outras curvas so asabsorbncias (A) das outras amostras. Desta forma determina-se 4 valores de pK cujamdia ser o valor experimental do pK da experincia.

Outra forma de calcular o pK atravs de um grfico de pH versus

AA

AA

In

HInlog

Neste caso o coeficiente linear ser o pK.


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2. Material

-2 buretas de 10 mL; 1 pipeta graduada de 0,2 mL-1 pipeta volumtrica de 5 mL- 1 bquer de 250 mL, 2 de 50 mL

- 12 tubos de ensaio mdios- 100 mL de fosfato de sdio 0,2 mol L-1 (Na2HPO4.x H2O)- 100 mL de cido ctrico 0,1 mol L-1.

3. Procedimento experimental

Figura 3- Indicador vermelho de metila

1. (Parte 1) Prepare 15 mL de soluo tampo (srie McIlvaine ) conforme tabela 2, em6 tubos de ensaio numerados de 1 a 6.

Tabela 2: Srie McIlvaine obtido pela mistura de hidrognio fosfatodissdico e cidoctrico.

OBS: Os volumes devem ser medidos com preciso.

2.Transfira 5 mL (pipeta volumtrica) das sol. de cada tubo para uma nova srie de 6tubos numerados, reserve-os para executar a parte 2.

3. Calibre o pH-metro com padres de pH 7,0 e 4,0 e mea o pH das solues da 1 sriede 6 tubos (complete os dados da tabela 3), em seguida adicione uma gota de cadaindicador conforme Tabela 3, de acordo com o pH respectivo.

4. Parte 2- Adicionar 0,2 mL de Vermelho de Metila diludo a cada tubo contendo os 5 mLdas solues da 2a srie de 6 tubos de ensaio.

5. Mea as absorbncias (A) de cada soluo contendo os 0,2 mL de vermelho de

metila diludo (2a srie) variando o comprimento de onda de 400 nm a 600 nm.


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Assuma que o valor da absorbncia em pH=3 corresponde aAHIne em pH=8 a AIn.

Tabela 3: Determinao do pH aparente

Serie Mcllvaine Indicador Colorao da Soluo pH MedidopH 3,0 Alaranjado de metila

pH 4,0 Vermelho do congopH 5,0 Vermelho de metilapH 6,0 Bromocresol prpurapH 7,0 Azul de bromotimolpH 8,0 Vermelho de fenol

4. Questionrio e clculos

1.Com os dados de absorbncia extrados dos espectros, determine pK e a constante de

dissociao (K) do indicador utilizando a equao 5 (Figura 2). Obs: Os valores deabsorbncia para os clculos devero ser obtidos do grfico em 520 nm(aproximadamente). A constante de dissociao corresponde a mdia aritmtica dosquatro valores encontrados.2. Faa um grfico conforme figura 3 e calcule o pK. Compare o pK do indicador calculadoalgebricamente (questo 1) e atravs do grfico, discuta os resultados.3. Obtenha na literatura o valor terico do pK do indicador e calcule o erro experimental.4. possvel observar a existncia de ponto isosbstico nos espectros de absorbnciaque voc obteve? O que ponto isosbstico ? Quando isto acontece?5. O que so espectros de absoro? Explique.6. Que tipo de molculas apresenta absoro no ultravioleta e/ou no visvel?

5. Referncias

1. Garret Morris, Fsico-Qumica para Bilogos.2. N.Baccan, J.C. de Andrade, E.S. Godinho e J.S. Barone, Qumica Analtica QuantitativaElemetar. 2o Ed. 1992.3. Voguel, Anlise Qumica Quantitativa, 5o Ed., LTC - Livros Tcnicos e CientficosEditora S.A., R.J., 1992.5. H. D. Crockford, J. W. Nowell, " Laboratory Manual of Physical Chemistry", John Wiley &Sons, New York, 1976.6. R. Chang, Physical Chem. Whit Appllic. To Biol. Systems. 2o Ed. 1981.


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EXPERINCIA 8-INFLUNCIA DA TEMPERATURA NA CONSTANTE DEVELOCIDADE DA REAO

1- INTRODUO

A determinao da constante de velocidade de decomposio do acetato de etilaem meio cido pode ser descrita como:

CH3CO2C2H5+ H2O CH3CO2 H + C2H5OHH+

A reao de decomposio do acetato de etila catalisada por cidos uma reaode pseudoprimeira ordem e depende da concentrao do ster. Por ser uma reao de

pseudoprimeira ordem obedece relao:log (ao- x) = log ao Kvt/2,303

onde ao a concentrao no tempo igual a 0 e (ao x) concentrao num tempo t.

Na determinao da constante de velocidade pelo mtodo de extrao deamostras, a concentrao inicial do ster (ao) proporcional a V-Vo, onde V o volumede NaOH gasto no tempo final da reao e Vo o volume de NaOH gasto no tempo zero,apenas para determinar a quantidade de HCl adicionada. A concentrao (ao-x) equivalente a V-Vt , onde Vt o volume de NaOH gasto num tempo t qualquer. A

equao acima pode ser reescrita como:

log (V-Vt) = log (V-Vo) - Kvt/2,303

A constante de velocidade pode ser calculada atravs do coeficiente angular darepresentao de log (V-Vt) em funo de t.

A constante de velocidade da reao depende da freqncia de colises, da energia deativao e da temperatura. A equao que relaciona estes parmetros foi proposta porArrhenius e dada por:

KV= A exp (EAT/RT)

A uma constante denominada de fator de freqncia, EAT a energia de ativao e T atemperatura

log KV= log A EAT/RT)

Conhecendo-se o valor da constante de velocidade em duas temperaturas possveldeterminar a energia de ativao:

log [KV,2/Kv,1] = -EAT/2,303R[ 1/T2 1/T1]


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2 - EXPERIMENTAL

1. Preparar 500 mL de uma soluo de NaOH 0,25 mol/L. Retirar trs alquotas de 10 mLcada e padronizar com hidrognio ftalato de potssio ou biftalato de potssio. Secarbiftalato de potssio (padro primrio) em estufa a 110 oC por 1 a 2 h. Resfriar emdessecador. Como indicador utilizar fenolftalena.

2. Preparar 250 mL de HCl 1,0 mol/L. Retirar 5,0 mL desta soluo e titular com NaOH0,25 mol/L padronizado. Como indicador utilizar fenolftalena. Determine V.

3. Preparar um banho de gelo e em cada um deles coloque um erlenmeyer

Parte I:Determinao da constante de velocidade a 25 oC

1.1. Num erlenmeyer colocar 100 mL de HCl 1,0 mol/L e 5,0 mL de acetato de etila

concentrado. Homogeneizar bem a soluo. Manter a temperatura constante.1.2. Decorridos 25, 40, 55, 70, 85, 100 minutos retirar uma alquota contendo 5,0 mLda soluo reacional, colocar no erlenmeyer introduzido no banho de gelo e titularcom NaOH 0,25 mol/L. Como indicador utilizar fenolftalena. Isto permitir medir ovolume de cido actico liberado num tempo qualquer (Vt).

1.3. Decorridos 180 minutos da reao retirar uma alquota de 5,0 mL e determinar V

Parte II:Determinao da constante de velocidade a 40 oC

2.1. Num erlenmeyer colocar 100 mL de HCl 1,0 mol/L e 5,0 mL de acetato de etilaconcentrado. Homogeneizar bem a soluo. Manter a temperatura de 40 oC

2.2. Decorridos 25, 40, 55, 70, 85, 100 minutos retirar uma alquota contendo 5,0 mL dasoluo reacional, colocar no erlenmeyer introduzido no banho de gelo e titular comNaOH 0,25 mol/L. Como indicador utilizar fenolftalena. Isto permitir medir ovolume de cido actico liberado num tempo qualquer (Vt).

2.3. Decorridos 180 minutos da reao retirar uma alquota de 5,0 mL e determinar V


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EXPERINCIA 9: CINTICA DE REAES ENZIMTICAS

Objetivo:Estudar reaes catalisadas por enzimas.Usar espectofotmetro para acompanhar um processo cintico.

1- INTRODUO

Enzimas so protenas que catalisam reaes qumicas com uma eficinciaformidvel. A enzima catalase, por exemplo, que catalisa a decomposio do perxido dehidrognio segundo a reao:

2H2O2(aq) 2H2O + O2

So catalisadores to eficientes que uma simples molcula da enzima podedecompor milhes de molculas de perxido de hidrognio por minuto, correspondendo a

um aumento da velocidade da reao de 10

7

a 10

8

vezes.A regio da molcula onde a enzima e o substrato interagem para formar umcomplexo denominado de centro ativo. Uma das explicaes para a eficincia da enzima que o complexo enzima-substrato (ES) apresenta uma conformao bem prxima doestado de transio da reao, reduzindo desta forma a energia de ativao da reao. Areao total se processa de acordo com o esquema abaixo

E + S [ES] E + P

onde (E) representa a enzima, (S) o substrato e (P) o produto.

Outra caracterstica importante da enzima a sua especificidade, cada enzimacombina-se com o seu substrato bem especfico ou com uns poucos bem semelhantes emestrutura, sugerindo que uma enzima e substrato encaixam-se juntos como uma chave efechadura.

Cintica: Medindo a velocidade inicial(V

O) de uma reao simples (S P), quando

esta catalisada por uma dada concentraode enzima (E

O) sob condies constantes de

reao, verifica-se, que (VO

) varia com a

concentrao de substrato [S]. Fazendo umgrfico de V

Oversus concentrao de [S],

obtm-se uma curva hiperblica retangular,(Fig. 1 ao lado), que demonstra que, em baixasconc. de [S] a velocidade inicial diretamenteproporcional conc. [S], e que, em conc. altasde [S], a velocidade inicial mxima (V

max) e

seu valor independe da conc. [S]. Desta formaa equao experimental que relaciona V

Ocom

[S] normalmente escrita na forma:

Figura 1


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Esta equao conhecida como equao de Michaelis-Menten e Km chamado deconstante de Michaelis-Menten.

Experimentalmente, os valores de Vmax

e Km

podem ser determinados pelo mtodo de

Lineweaver e Burk, que utiliza o fato de que o inverso da equao de uma hiprboleretangular a equao de uma reta, portanto, o inverso da equao 1 :

Fazendo um grfico de 1/VO

versus 1/[S], obtm-se uma reta cujo coeficiente angular

Km/V

maxe o coef. linear 1/V

max(Figura 2).

Figura 2

Nesta experincia vamos utilizar a enzima polifenoloxidase extrada da batata, nareao descrita abaixo:


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30

Polifenoloxidase uma enzima que pertence ao grupo das oxidorredutase. Esta enzimacatalisa a remoo do hidrognio (oxidao) do catecol passando-o para o oxigniomolecular formando gua e a quinona correspondente.

2- PROCEDIMENTO

1. Prepare 100 mL de catecol 0,005 M, se for necessrio.2. Prepare extrato de batata amassando meia batata. Filtre o amassado recolhendo olquido num bquer pequeno. Voc s precisa de 1,0 mL de extrato.

3. Ligue o termostato e coloque-o na temperatura desejada.4. Ligue o espectrofotmetro e acerte, zero absorbncia no comprimento de onda (max)

de 458 nm. Para operar corretamente o aparelho siga as instrues no manual ou peaajuda ao professor.

5. Faa quatro cinticas com concentraes de catecol diferentes, como especificadoabaixo.

a) Coloque 0,5 mL de catecol 0,005 M + 2,5 mL de gua numa cubeta, adicione uma gotade H

2

O2

10% em volume.

b) Coloque a cubeta no suporte de amostra do aparelho e deixe-a termostatizar por 3minutos, acerte o zero absorbncia. Verifique se a cubeta est na posio correta.

c) Agindo com rapidez adicione duas gotas de extrato de batata na cubeta, coloque atampa na mesma e agite a soluo.

d) Coloque a cubeta no aparelho feche-o e faa a primeira leitura de absorbncia,disparando imediatamente o cronmetro.

e) Faa leituras de 20 em 20 segundos at aproximadamente 10 min. Ao terminar estafaa um espectro da soluo como indicado no item 6.

6. Faa um espectro do produto final da reao variando o comprimento de onda de 400nm a 530 nm, anotando o valor da absorbncia a cada 10 nm. (no precisa repetir o

item 6 para as outras cinticas).7. Repita o item 5 variando as quantidades de catecol 0,005 M para 0,75 mL; 1,0; 1,5 mL,

sempre completando o volume final na cubeta para 3,0 mL.

No final do experimento veja como armazenar corretamente ou tratar os resduosqumicos gerados.

3- CLCULOS

1. Calcule as conc. de catecol usadas na experincia, ou seja a concentraofinal dentro da cubeta. Use esta conc. nos clculos.

2. Calcule a velocidade inicial (VO, coeficiente angular) para todas as cinticas realizadas

(4) fazendo um grfico de absorbncia versus tempo, (Figura 3).3. Calcule K

me V

maxpara a enzima, como mostrado na Figura 2.

4. Faa um grfico com os valores obtidos no item 7, absorbncia versus comprimento deonda. (baseado no espectro, justifique porque as cinticas foram acompanhadas em458 nm).


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Figura 3

4- QUESTIONRIO

1. Como podem ser definidas as enzimas? O que substrato?2. Que fatores podem explicar a alta eficincia das enzimas como catalisadores?3. Qual a definio e o significado de K

me V

maxna reao veja as unidades ?

4. O que inibidor enzimtico, quais os tipos de inibio e os principais fatores quediminuem a atividade de uma enzima para atuar como catalisador?

5. O que acontece se voc mudar o pH ou a temperatura do meio reacional e mantiver aconcentrao de enzima e substrato constantes. Explique.

6. Cite dois exemplos de enzimas que atuam em sistemas biolgicos e explique a suaatuao.7. As enzimas podem ser desnaturadas quando em contato com soluo de surfactantes.Como isso pode ser explicado?

8. Com a ajuda da literatura, descreva sucintamente os 04 mecanismos principais atravsdos quais as enzimas podem acelerar uma reao: Catlise cido-Base; Toro deSubstrato; Catlise Covalente; Diminuio da Entropia.9.Que tipo de resduos qumicos foram gerados neste experimento e como foram tratados

ou armazenados. Explique.

5- BIBLIOGRAFIA

1. Fsico-Qumica para Bilogos, J. Gareth Morris, Ed. 1972.2. Princpios de Bioqumica, A.L. Lehniniger, Editora Sarvier 1991.3. CHANG, R.,Physical-Chemistry with Applications to Biological Systems. Macmillan

Publishing Co. New York, 1981.

gilmenebianco-aulas práticas fqii

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